粘濕原煤的干法篩分劉向東;梁占榮;高凱峰【摘要】簡(jiǎn)要介紹了粘濕原煤篩分工藝，針對(duì)粘濕原煤干法篩分效率低的問(wèn)題，文章從原煤堆積分層、篩板角度的設(shè)置、篩孔尺寸與形狀等方面進(jìn)行了分析，推薦了常用篩分設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)參數(shù).【期刊名稱(chēng)】《選煤技術(shù)》【年（卷），期】2011（000）003【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)（P43-45）【關(guān)鍵詞】粘濕原煤；原煤分層；原煤透篩；深度篩分；拋射強(qiáng)度；自清理【作者】劉向東;梁占榮;高凱峰【作者單位】開(kāi)灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煤炭洗選加工部，河北唐山063000;開(kāi)灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煤炭洗選加工部，河北唐山063000;開(kāi)灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煤炭洗選加工部，河北唐山063000【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類(lèi)】TD941+.3在煤炭生產(chǎn)中，選煤廠的原煤分級(jí)作業(yè)是必不可少的，也是非常重要的工藝環(huán)節(jié)，特別是在以發(fā)熱量為計(jì)價(jià)單位的動(dòng)力煤選煤廠，實(shí)現(xiàn)原煤中小粒度的干法深度篩分意義重大。煤炭在采掘中，噴水抑塵可使原煤水分增加，原煤在露天堆放過(guò)程中也可使水分增加許多，而原煤中的末粉煤遇水后會(huì)變得粘濕，在篩分過(guò)程中極易粘附在篩網(wǎng)上堵塞篩孔，從而造成篩分效率的急劇下降。對(duì)于煤質(zhì)條件差、原煤水分大、末煤含量大、粘度大、泥質(zhì)頁(yè)巖含量高、泥化嚴(yán)重的煤炭深度篩分，常規(guī)振動(dòng)篩很難進(jìn)行13mm以下的篩分。因此，13mm以下的粘濕原煤干法深度篩分工藝被認(rèn)為是世界性的難題［1］。1粘濕原煤篩分工藝對(duì)于粘濕原煤的篩分，一般可以采用以下三種工藝：濕法篩分。當(dāng)原煤篩分粒度為3~25mm時(shí)，在分選工藝允許的情況下，向篩分物料表層噴淋高壓水，可使物料的透篩率大大增強(qiáng)，尤其在6mm分級(jí)時(shí)，效果最為明顯，篩分效率約為干法篩分的2倍左右。但在選煤生產(chǎn)中，原煤采用濕法篩分會(huì)使煤泥水系統(tǒng)變得復(fù)雜。烘干-破碎-篩分工藝。當(dāng)受到原煤特性影響，產(chǎn)品不宜保持較高水分，而內(nèi)在水分較大對(duì)篩分影響不大時(shí)，宜采用烘干-破碎-篩分工藝，比如褐煤的篩分。因?yàn)楫?dāng)全水分達(dá)到一定程度時(shí)，褐煤極易發(fā)生泥化，使塊煤的含泥率增高，因此需要采取烘干-破碎-篩分的工藝進(jìn)行處理，具體過(guò)程為:先將原煤采用熱力烘干，使其外在水分降到3%~4%,冷卻后再篩分。而且，當(dāng)原煤在烘干過(guò)程中發(fā)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，如有必要，需經(jīng)一次破碎，或者采用弛張篩篩分。弛張篩兩個(gè)篩框的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和篩面弛張運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生很大加速度(30~50g),將物料拋起，使物料充分松散而透篩。干法篩分。當(dāng)原煤篩分工藝不允許采用濕法篩分，而且現(xiàn)場(chǎng)條件制約不具備采用烘干-破碎-篩分工藝時(shí)，一般采用干法篩分。所謂干法篩分，即是在原煤進(jìn)入分級(jí)篩時(shí)，不加沖水，不增加進(jìn)入分級(jí)篩的原煤水分的分級(jí)方法。通過(guò)綜合考慮篩分過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)和合理化布置，干法篩分也能夠達(dá)到精確篩分的效果。目前，在選煤生產(chǎn)中，原煤篩分大多采用干法篩分工藝。主要優(yōu)點(diǎn)在于:對(duì)于動(dòng)力煤，不增加煤炭水分，保證原煤的發(fā)熱量不會(huì)因?yàn)樗衷黾佣档?對(duì)于煉焦煤等需要進(jìn)一步分選的煤種，采用干法篩分，可以減少選煤系統(tǒng)中的循環(huán)水量，減少煤泥水系統(tǒng)的煤泥量，簡(jiǎn)化選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)。因此，干法篩分工藝是本文將要討論與分析的重點(diǎn)。2粘濕原煤干法篩分影響因素分析針對(duì)粘濕原煤的特性，通過(guò)合理配置機(jī)械參數(shù)和工藝參數(shù)，干法篩分工藝也能取得良好的的篩分效果。然而，影響粘濕原煤的干法篩分效果的因素較多，下面將通過(guò)對(duì)各影響因素的詳細(xì)分析，來(lái)討論如何提高粘濕原煤干法篩分效果。2.1原煤特性原煤水分。一般認(rèn)為，煤的可處理性指數(shù)與煤中水分，特別是表面水分有密切關(guān)系。當(dāng)原煤的外在水分＜4%時(shí)，原煤篩分基本采用干法篩分，夕卜在水分對(duì)篩分效率的影響很小;但當(dāng)原煤的外在水分＞25%時(shí)，如果再對(duì)原煤表面加以大量噴淋水，原煤的篩分則屬于濕法篩分，在大水量的沖刷下，物料充分潤(rùn)濕分散，會(huì)提高篩分效率，增大煤粒透篩率;當(dāng)原煤的外在水分為8%~25%時(shí)，原煤屬于粘濕性物料，透篩很困難。如果采用干法篩分，透篩概率極低，尤其當(dāng)外在水分含量為12%左右的時(shí)候，透篩效果最差。原煤粒度組成。實(shí)踐證明，對(duì)于粘濕物料的篩分，物料粒度組成中的大粒度含量越多，篩分效率越高。分級(jí)粒度確定后，臨近分級(jí)粒度物料含量越高，細(xì)粒級(jí)含量越大，則篩分效率越低。粘濕原煤篩分也遵循這個(gè)原則。2.2原煤篩分過(guò)程中的分層粘濕原煤的結(jié)合主要是末煤粉包圍稍大的煤塊，或多塊稍大的塊煤通過(guò)末煤粉間的表面張力結(jié)合在一起，形成煤團(tuán)。篩分過(guò)程中的困難是難以把煤團(tuán)分層，因而不容易透篩;而且粘濕原煤表面張力過(guò)大，在透篩過(guò)程中容易糊堵篩孔，所以應(yīng)先解決這兩個(gè)問(wèn)題，才能保證粘濕原煤在一定程度上順利透篩。原煤的分層過(guò)程就是煤炭中稍大的煤塊向上運(yùn)動(dòng)而末粉煤向下運(yùn)動(dòng)到篩面的過(guò)程。分層快慢由末粉煤的沉降速度而定，而沉降速度又隨著物料層厚度的增高及煤的粘性的增加而顯著下降，同時(shí)隨著篩子拋射強(qiáng)度的增大而提高。原煤中的分層和透篩幾乎是同時(shí)進(jìn)行的，但是沒(méi)有原煤的分層就不能分離透篩。針對(duì)粘濕原煤不容易分層的問(wèn)題，可從以下兩個(gè)因素考慮。振動(dòng)篩的振幅應(yīng)該保證在一定的范圍之內(nèi)，最佳單振幅為5.5mm，即雙振幅控制在11mm。比較大的振幅使得原煤被拋起時(shí)有足夠的空間，從而有利于顆粒分層。在慣性力的作用下，大的煤塊或煤粒團(tuán)位于物料層的上部，末粉煤位于物料層的下部，也就是接近篩面的位置，有利于篩分的進(jìn)行。振動(dòng)篩的篩面傾角盡可能選用大傾角，篩機(jī)入料端傾角應(yīng)該為30°;篩面理想長(zhǎng)度為2.4m~3.6m;篩板的形式應(yīng)采用長(zhǎng)孔的模式，長(zhǎng)孔的長(zhǎng)寬比為5:1或3:1,此時(shí)篩機(jī)的振動(dòng)頻率控制在15r/s?！闱闆r下，影響粘濕原煤分層的因素主要有：布料的均勻性。原煤進(jìn)入篩面之前，通過(guò)給料溜槽沖到入料盲板區(qū)域，篩機(jī)入料溜槽應(yīng)確保物料初速度最小。當(dāng)原煤還沒(méi)有沿篩面寬度整體均勻布料時(shí)，應(yīng)根據(jù)來(lái)料特性，適當(dāng)調(diào)整給料溜槽的位置，沿篩機(jī)料流方向反向給料，或在篩面上增設(shè)幾段勻料板，強(qiáng)行將原煤均勻分散到各個(gè)區(qū)間，以確保床層厚度基本均勻。G值的調(diào)整。G值是篩面加速度與重力加速度的比值，一般說(shuō)多少個(gè)G，就是指是重力加速度的多少倍。當(dāng)原煤進(jìn)入篩面并隨振動(dòng)篩開(kāi)始振動(dòng)時(shí)就進(jìn)入了分層階段。粘濕原煤在分層段末粉煤接近篩面位置，而塊煤位于床層上方，并且部分易透篩末粉煤在分層段已開(kāi)始透篩，透篩量能達(dá)到預(yù)期量的30%以上，絕大多數(shù)透篩都通過(guò)透篩段來(lái)完成。根據(jù)物料篩分理論，除了要考慮篩板的開(kāi)孔率、自清理能力，還要考慮篩面的拋射強(qiáng)度。粘濕原煤的分層需要篩面產(chǎn)生一個(gè)足夠的拋射力，使物料拋散開(kāi)。按照近代建立的篩上物料群間沖擊或碰撞傳遞理論的分析，拋射強(qiáng)度KV=3.3已不再具有臨界意義，盡管分析本身是準(zhǔn)確的，但與篩分的實(shí)際情況出入較大。由于粘濕原煤彼此間張力作用大于普通原煤，因此需要更大的拋射力才能夠完成。對(duì)于普通原煤的拋射強(qiáng)度在分層段為4.1~4.3，而粘濕原煤需要的拋射強(qiáng)度為4.5~4.7。適當(dāng)改變G值可以得到合適的拋射強(qiáng)度，G值的調(diào)整與激振頻率、篩面角度、振幅、激振器的安裝角度等有關(guān)系，一般激振器的安裝角度為45°。料層厚度的調(diào)整。物料層的厚度直接關(guān)系到分層效果和篩分效率，對(duì)于粘濕原煤來(lái)說(shuō)，要保證床層不至過(guò)厚，床層厚度最好控制在分級(jí)尺寸的2~2.5倍。影響床層厚度的一個(gè)重要因素是給料量的大小，另外一個(gè)重要因素是入料分層段的傾角?！悴捎么髢A角，30°或25°,如圖1所示。在G值為4.5g，雙振幅在10mm左右時(shí)，篩面的物料流速大約為1.9m/s，通過(guò)這個(gè)參考數(shù)值，可以計(jì)算瞬時(shí)理論床層厚度。圖1分層段傾角對(duì)床層厚度的影響⑷入料段篩面的長(zhǎng)度。為了使粘濕原煤在薄床層、高G值的篩面上得以充分的分層，必須使篩面具有足夠的長(zhǎng)度，從而使原煤有足夠的時(shí)間形成分層，一般推薦值大于2.4m。物料通過(guò)該段大約需要1.5s，對(duì)于普通原煤來(lái)說(shuō)，該段長(zhǎng)度已經(jīng)足夠形成分層;但對(duì)于粘濕原煤來(lái)說(shuō)，還不足以使物料充分地分層散開(kāi)，因此需要在分層段中間位置橫向增設(shè)一套擋料板，適當(dāng)讓物流在流動(dòng)過(guò)程中做短暫停頓，使下層未離心至上層的物料做個(gè)翻轉(zhuǎn)，充分打碎粘結(jié)結(jié)構(gòu)。⑸篩面篩板的選擇?？稍鲈O(shè)一組沖孔篩板(長(zhǎng)610mm)，篩孔為長(zhǎng)孔，長(zhǎng)孔的寬長(zhǎng)比為3:1或5:1，這樣既保證了物料進(jìn)入有效篩分范圍，又保護(hù)了聚氨酯篩面，同時(shí)沖孔篩板可使粘濕原煤更加均勻地沿篩面寬度布料。也可以采用圖2所示不銹鋼編織篩網(wǎng)，篩絲直徑＞6mm，表面噴涂聚氨酯彈性體，噴涂后篩絲直徑〉8mm，開(kāi)孔率＞65%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通沖孔篩板和聚氨酯篩板。由于噴涂了聚氨酯彈性體保護(hù)篩絲，因此篩板的使用壽命可以達(dá)到三個(gè)月以上，而且該篩板自清理能力強(qiáng)，二次振動(dòng)優(yōu)越，防堵塞效果好。圖2〃之”字型篩板2.3原煤的透篩原煤通過(guò)在篩面上運(yùn)動(dòng)形成了分層，盡快使小于篩縫的顆粒通過(guò)篩板，是非常重要的。因此，如何使分層的物料盡快透篩，則是影響原煤篩分效果好壞的重要因素。影響原煤透篩的主要因素有：篩面長(zhǎng)度及角度。通過(guò)改變拋射強(qiáng)度可以提高篩分效果，而拋射強(qiáng)度與篩面傾角有密切關(guān)系。因此可以通過(guò)修正篩面傾角取得更好的篩分效果。推薦角度為一級(jí)透篩段為15°，透篩段傾角為5°，透篩段篩面長(zhǎng)度最佳值為1200mm或2400mm(圖3)。圖3篩面各段長(zhǎng)度和傾角的推薦值篩板的選擇和開(kāi)孔率。粘濕原煤在分層段已經(jīng)完成了物料的分層，并且極易透篩的原煤已經(jīng)透篩，因此拋灑到一級(jí)透篩段和透篩段的物料顆?；旧蠈儆谳^難透篩物料和極難透篩物料，篩板的選擇必須充分考慮這些因素。粘濕原煤到透篩段的時(shí)候，物料速度降低至0.5~0.8m/s，床層開(kāi)始加厚，末粉煤透篩，對(duì)篩板的磨損程度相對(duì)降低。因此在選擇篩板時(shí)應(yīng)選擇垂直投影尺寸較小的篩條，它不僅對(duì)結(jié)團(tuán)的小顆粒煤團(tuán)具有切割作用，同時(shí)因篩條的尺寸較小，篩板的開(kāi)孔率會(huì)相應(yīng)地提高，從而達(dá)到提高篩分效率的目的。3結(jié)語(yǔ)粘濕原煤的干法篩分一直是困擾選煤界的一大難題，目前還不能從根本上解決其篩分效率低的問(wèn)題。對(duì)于粘濕原煤干法篩分要充分考慮多種因素，尤其要充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，因地制宜地采取不同的篩分工藝來(lái)提高篩分效率。在條件允許的情況下，可以降低粘濕原煤中的水分